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热处理过程中氮气压力对碳热氮化法合成氮化硅纤维形貌的影响
摘要： 研究了氮气压力对碳热氮化法制备Si3N4纤维直径和形貌的影响。将溶胶-凝胶法制备的含二氧化硅和碳的混合前驱体置于氧化铝坩埚中，在1500℃下分别于0.1至0.5 MPa的不同氮气压力中进行热处理。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)结合能谱仪(EDX)以及透射电子显微镜(TEM)对热处理样品进行表征。实验形成了含α相和β相Si3N4的多种氮化物纤维。随着氮气压力升高，纤维直径减小，在0.5 MPa氮气压力下获得了直径约200纳米的纳米级纤维。研究发现，由于高氮气压力及来自氧化铝坩埚的铝掺杂，生成了氧氮化硅Si2N2O或其铝掺杂形式O'-SiAlON。该氧氮化物被认为通过直接相变机制充当了Si3N4纤维生长的模板。研究表明Si3N4纤维直径减小源于两个因素：高氮气压力导致SiO气体分压降低，以及氧氮化物模板形成量增加。
关键词： 碳热还原、纳米纤维、氧化铝、氮化硅
更新于2025-09-23 15:23:52
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纳米纤维手册 || 混合金属与金属氧化物纳米纤维：制备、制造及应用
摘要： 本综述概述了金属及金属氧化物基纳米纤维的设计、合成、制备及应用，同时阐述了当前研究方法的发展趋势及所产纳米纤维类型（包括聚合物、纳米颗粒及离子液体基纳米纤维）?？蒲Ы缒壳岸阅擅准敖楣劢峁共牧细枇烁叨裙刈ⅰＵ饫嗄擅滋逑档墓菇ㄎ溲蟹⒐檀戳诵绿粽?。纳米纤维指由陶瓷、金属及金属氧化物等无机材料制成的直径约100纳米的纤维状物质。本文介绍了近年来纳米纤维的合成、制备及其典型应用?；旌辖鹗艏捌溲趸锟尚纬删哂卸捞匦阅艿闹匾擅紫宋啾?，常用合成原料包括Si、Ba、Ti、Mn、Cu、Fe、Sn、Sb、Ni、Mo、CeO?、TiO?、CuO、Fe?O?、MnO?、SnO?和NiCo?O?等。均匀体系中的形貌控制、尺寸分布及成分调控等关键参数较难把握，新材料制备需将纳米尺度保持在合理范围内。当前重点聚焦于微米级层级结构纳米材料基纳米纤维的开发以实现未来技术突破。此外，纳米纤维行业的重要性与日俱增，主要因其改善各类过滤介质性能的效能日益凸显。相比传统纤维，纳米纤维还具有比表面积大、孔径小、孔隙率高等独特优势，广泛应用于创面敷料、过滤清洁、组织工程支架、药物缓释材料、储能、环境工程、国防及安防系统等诸多领域。
关键词： 静电纺丝、纳米纤维、力纺、金属氧化物、制备
更新于2025-09-23 15:21:21
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电纺聚丙烯腈纳米纤维膜的意外高压电性
摘要： 聚偏氟乙烯（PVDF）及其共聚物因具有较大的压电系数和优异的机械性能，是性能最佳的压电聚合物材料之一。通过静电纺丝将PVDF聚合物加工成纤维膜可大幅提升其压电性能。相比之下，非晶态聚合物聚丙烯腈（PAN）的压电性通常远低于PVDF。本文报道了静电纺丝PAN纳米纤维膜异常高的压电特性：当小块PAN纳米纤维无纺布膜（如5平方厘米）受到压缩冲击时，可产生高达2.0伏的电压，其输出电能甚至超过相同条件下的PVDF纳米纤维膜。这种意外的高压电性能源于纳米纤维内高含量的平面锯齿状PAN构象，且PAN纳米纤维中的电荷也参与了能量转换。通过提高纤维膜内的纤维取向度可进一步增强能量转换能力，同时纳米纤维膜的工作面积、厚度及冲击条件也会影响压电输出。所产生电能具有实用价值，可为商用LED供电。这一意外发现或将为新型压电材料与器件的开发提供启发。
关键词： 聚丙烯腈，压电性，静电纺丝，纳米纤维
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用共聚焦激光扫描显微镜在高温下成像超分子形态发生
摘要： 超分子组装体的形态发生是一个高度动态的过程，直到最近才被人们所认识，而要理解这一现象，就需要具备跨尺度成像能力的技术。形状转变既取决于超分子体系复杂的能量景观，也取决于决定其结构和功能的动力学控制路径。我们在此报道了使用共聚焦激光扫描显微镜结合定制的可变温度样品台，从而实现对这类形状变化的原位观察。该技术的亚微米分辨率使其能够在纳米结构发生热能转变的天然液体环境中进行实时观察。我们利用这项技术研究了肽两亲物纳米纤维和光催化发色团两亲物纳米带的温度依赖性形态发生行为。本工作中展示的可变温度共聚焦显微镜技术能够对大体积样本进行采样，并提供溶液中热诱导形态变化的实时信息。
关键词： 原位显微镜、共聚焦显微镜、纳米纤维、纳米带、超分子组装
更新于2025-09-23 15:21:01
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多结构中空纳米纤维：可控合成与光催化应用
摘要： 为解决全球能源短缺和环境污染问题，太阳能驱动的半导体光催化剂受到了广泛关注。多结构中空纳米纤维（MSHFs）光催化剂具有诸多优势，包括可用于多重光捕获和界面氧化还原反应的丰富表面积、能加速电荷分离与传输的异质结构薄壳层，以及便于回收利用的大长径比。本文综述了MSHFs材料在可控合成方法和光催化应用方面的最新进展。其合成策略主要分为模板法和静电纺丝法两类。这些MSHFs在制氢、二氧化碳还原、有机化合物降解及染料敏化太阳能电池（DSSCs）等领域具有广泛应用。最后，本文还探讨了MSHFs未来研究和发展方向的前景。
关键词： 光催化、纳米纤维、中空、多结构
更新于2025-09-23 15:21:01
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氧化剂对界面聚合聚苯胺纳米纤维形貌及其电流变响应的影响
摘要： 采用界面聚合法，在0°C条件下以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPSA）为掺杂剂、过硫酸铵为氧化剂制备了聚苯胺（PANI）纳米纤维。通过扫描电镜和透射电镜图像研究了氧化剂与苯胺单体的摩尔比对所得PANI/AMPSA纳米纤维形貌（形状和尺寸）的影响。合成条件变化时，所制PANI/AMPSA纳米纤维的导电性随之改变。针对由PANI纳米纤维或常规PANI组成的电流变液，测试了有无外加电场时的电流变性能。采用传统宾汉模型和Cho-Choi-Jhon模型描述剪切应力随剪切速率的变化行为，尤其针对低剪切速率范围。最后通过Turbiscan光学分析仪测量透光率随沉降时间的变化，证实PANI纳米纤维的纤维状形貌对电流变液分散稳定性具有显著影响。
关键词： 界面聚合、电流变、纳米纤维、聚苯胺
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用低阈值电压的针辊静电纺丝法高效制备聚合物纳米纤维
摘要： 提出了一种以针辊为喷头的新型静电纺丝系统，可高效制备纳米纤维。有限元模拟结果表明，与圆盘和线圈喷头相比，该系统的电场更集中于针尖部位，能有效降低静电纺丝的阈值电压。以聚乙烯醇（PVA）为模型聚合物，研究了针间距与纺丝液浓度对纳米纤维直径及产率的影响。结果表明：增大针间距可使纤维平均直径减小且直径均匀性提高；当针间距为14毫米时，纤维平均直径与标准差分别低至190纳米和72纳米。纳米纤维产率随纺丝液浓度升高略有增加，在针间距10毫米、PVA浓度11 wt%时产率高达12.8克/小时，显著高于现有静电纺丝系统的报道值。该系统具有制备均匀纳米纤维、提升产能并降低成本的应用潜力。
关键词： 静电纺丝、生产率、纳米纤维、针辊、阈值电压
更新于2025-09-23 15:21:01
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聚硅氧烷纳米及微米结构化学气相沉积过程的系统参数研究
摘要： 利用三官能团有机硅烷前驱体可合成具有不同形貌的非晶聚硅氧烷纳米及微米结构。本研究采用乙基三氯硅烷为前驱体，通过化学气相沉积法制备了多种聚硅氧烷纳米/微米结构。这些结构的形成与形貌特征源于温度、绝对水量与相对湿度三者间的精妙相互作用。我们系统考察了化学气相沉积过程中各反应参数的影响，并通过实验探究了反应条件与最终形貌的关联规律。扫描电镜数据显示：根据反应条件的差异，可制备出聚硅氧烷微环、微棒、萌芽状结构、纳米丝及其复合结构。对纳米丝直径的深度对比分析揭示了相对湿度对结构形成的主导作用——在较高相对湿度下（与温度无关），总会形成更大直径的结构。由此我们明确区分了各因素的重要性层级：相对湿度作为主要调控参数，而绝对水量和温度则是次要的辅助调节因素，共同决定最终纳米/微米结构的厚度与形貌?；谡庑┓⑾郑颐侵な盗私峁剐纬沙跏冀锥蔚幕恚夯妆砻嫘纬傻哪擅?微米级水滴很可能是结构生长的起始位点。所有研究结果均有力支持了近期发表的"液滴辅助生长与形貌调控"机制理论。
关键词： 超疏水性、涂层、硅酮、聚硅氧烷、表面、纳米纤维
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于光电探测器的化学气相沉积全无机CsPbI?Br钙钛矿纳米纤维
摘要： 化学气相沉积法可制备形貌可控、光电性能可调的钙钛矿薄膜。本工作采用化学气相沉积法在400°C-700°C温度区间制备了CsPbI2Br薄膜。由于较高温度为成核扩展提供了更大驱动力，钙钛矿薄膜的晶粒尺寸随沉积温度升高而增大。600°C沉积的CsPbI2Br薄膜呈现具有多晶特性并伴随局部单晶结构的纳米纤维形貌。通过稳态与瞬态荧光测试探究了钙钛矿薄膜的载流子复合过程。基于600°C沉积CsPbI2Br薄膜的光电探测器展现出优异的光电响应与开关比特性，这归因于低缺陷密度及沿一维纤维通道的快速电荷传输。
关键词： 光电探测器，钙钛矿，化学气相沉积，纳米纤维
更新于2025-09-23 15:19:57
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激光等离子体电离沉积诱导的纳米结构薄膜
摘要： 本研究探索了一大类硅/二氧化硅纳米纤维薄膜的光学特性。采用皮秒脉冲激光间接沉积被烧蚀的硅材料于玻璃基底上。通过改变激光功率、重复频率、脉冲持续时间和扫描速度等关键参数，调控合成纳米纤维薄膜的结构与组成特性。结合透射和镜面反射测量以及拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱等材料表征技术，对实验结果进行了深入解析。总体而言，重复频率和扫描速度的增加会相应提升光学数据强度，而功率和脉冲持续时间的增加则导致该数据下降。结果表明，氧化程度和固有多孔结构是影响薄样品中光相互作用的主导因素，这体现为强度或光谱形状的变化。通过观察这些趋势，我们能够采用可调谐的制备工艺获得特定组别的纳米纤维薄膜。电子显微镜、光学显微镜及背景知识证实多数情况下存在缠结的纳米线状形貌。通过优化多孔性、密度和厚度等参数，可针对传感技术等高需求应用场景定制结构。
关键词： 光学光谱学、薄膜、脉冲持续时间、脉冲激光器、纳米纤维
更新于2025-09-23 15:19:57